• 한국항공우주학회지
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• 제40권6호
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• pp.523-535
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• 2012

태양광 추진 항공기는 감시, 지구 모니터링, 통신 등에 대기 오염 없이 그리고 가까운 장래에 인공위성과의 가격 경쟁력까지 갖추게 될 수 있어 미래의 고고도 장기체공 임무수행을 위해 더욱더 그 중요성이 증대되고 있다. 그러나 전통적인 항공기 사이징 방법들은 태양광 추진 항공기에 바로 적용될 수 없다. 본 연구에서는 다양한 동력 시스템 구성품들이 태양광 추진 장기 체공 항공기의 사이징에 어떤 영향을 미치는지를 파악하기 위하여 에너지 균형 및 구속조건 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 동력 생성과 연료전지의 재생 에너지 저장을 위한 광전지 모듈을 동력 시스템 구성품으로 고려하였다. 또한 본 연구 결과를 검증하기 위해 고고도 무인기에 이 새로운 사이징 기법을 적용하여 결과를 제시하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제24권3호
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• pp.223-233
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• 2008

In the mid 90's, the U.S. government released images acquired by the first generation of photo reconnaissance satellite missions between 1960 and 1972. The Declassified Intelligent Satellite Photographs (DISP) from the Corona mission are of high quality with an astounding ground resolution of about 2 m. The KH-4A panoramic camera system employed a scan angle of $70^{\circ}$ that produces film strips with a dimension of $55\;mm\;{\times}\;757\;mm$. Since GPS/INS did not exist at the time of data acquisition, the exterior orientation must be established in the traditional way by using control information and the interior orientation of the camera. Detailed information about the camera is not available, however. For reconstructing points in object space from DISP imagery to an accuracy that is comparable to high resolution (a few meters), a precise camera model is essential. This paper is concerned with the derivation of a rigorous mathematical model for the KH-4A/B panoramic camera. The proposed model is compared with generic sensor models, such as affine transformation and rational functions. The paper concludes with experimental results concerning the precision of reconstructed points in object space. The rigorous mathematical panoramic camera model for the KH-4A camera system is based on extended collinearity equations assuming that the satellite trajectory during one scan is smooth and the attitude remains unchanged. As a result, the collinearity equations express the perspective center as a function of the scan time. With the known satellite velocity this will translate into a shift along-track. Therefore, the exterior orientation contains seven parameters to be estimated. The reconstruction of object points can now be performed with the exterior orientation parameters, either by intersecting bundle rays with a known surface or by using the stereoscopic KH-4A arrangement with fore and aft cameras mounted an angle of $30^{\circ}$.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권8호
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• pp.689-698
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• 2021

현대 전장의 탐지기술 발달로 인해 항공기의 생존성이 크게 위협받고 있다. 그중 적외선(IR) 추적 미사일은 항공기의 생존성에 큰 영향을 끼치며, 항공기 임무 성공률을 저하시키는 주된 요인이다. 항공기 생존성을 증가시키기 위하여 곡률을 추가한 형상 변형 노즐에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 항공기 생존성을 증가시키기 위한 형상 변형 노즐 중 Double Serpentine 노즐을 선정한 다음, 노즐의 최대 면적변화율의 위치 효과를 분석하였다. 노즐의 최대 면적변화율이 노즐의 추력과 출구의 평균 온도에 영향을 끼치는 것을 확인하였다. 또한 최대 면적변화율이 노즐 후방에 위치함에 따라 추력 페널티가 줄어드는 것을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권2호
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• pp.130-142
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• 2019

이동식미사일발사대(TEL)와 같은 시한성 긴급표적(TCT)에 대한 선제타격을 위해서는 관심지역(AoI)에서의 발사징후를 포착하는 탐지성능이 중요하다. 탐지성능의 극대화를 위해서는 재방문주기 및 시스템응답주기의 최소화를 위해 가능한 한 다수의 군집위성 전개가 필요하다. 본 연구에서는 6~48기의 소형 SAR 군집위성 전개 시 재방문주기와 응답주기의 특성을 분석하였다. 재방문주기는 북한의 전지역 및 특정지역에 대해 분석하였으며, 응답주기는 고정표적을 식별하는 [시나리오 1]과 이동표적을 탐지 및 식별하는 [시나리오 2]로 분류하여 분석을 수행하였다. 특히, [시나리오 2]의 TCT 탐지임무 운용에 대한 응답주기 분석은 특정 면적에 대한 관측 누적 커버리지의 최적화 분석을 통해 수행하였다. 그리고 탐지임무의 최적 성능을 위한 군집궤도 형상을 분석하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권3호
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• pp.220-227
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• 2019

궤도상에 있는 인공위성은 천문력 기반 태양 모델을 사용하여 기준 벡터를 형성한다. 이를 위해 제트 추진 연구소(JPL)에서 개발한 천문력인 DE-Series, 또는 Vallado가 제안한 기준 벡터 생성식을 사용한다. DE-Series는 체비셰프 다항식의 수치 계수를 제공하는데 정밀도가 높다는 장점이 있지만 인공위성의 탑재 컴퓨터의 계산 부담이 있으며, Vallado 방식은 생성식을 통해 태양 벡터를 간단히 구할 수 있지만 낮은 정밀도를 제공한다. 본 논문에서는 DE-Series를 통해 얻은 태양의 위치를 체비셰프 다항식으로 Curve fitting하여, 관성좌표계에서의 태양 위치좌표를 구할 수 있는 체비셰프 다항식 계수를 제공하는 프로그램을 개발하였다. 기존 방식에 비해 정밀도를 향상시킬 수 있었으며, 제안된 방법은 고성능, 고정밀 초소형위성 임무에 활용될 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권9호
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• pp.749-757
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• 2021

쿼드로터를 활용한 운송 임무에서 임의의 유상하중을 장착하게 되면 질량, 관성모멘트, 무게중심의 위치와 같은 모델 파라미터가 변화하게 된다. 더욱이 유상하중이 기체에 장착되는 위치가 기체의 무게중심과 일치하지 않는 경우 무게중심의 변화는 야기되며 이는 제어 성능에 악영향을 미치게 된다. 이에 본 논문에서는 유상하중에 따른 모델의 불확실성을 보상하기 위하여, 선형 제차 조정기(Linear Quadratic Regulator, LQR) 기반의 모델 참조 적응 제어기법(Model Reference Adaptive Control, MRAC)을 제안한다. 먼저 고정된 유상하중을 고려한 쿼드로터의 동역학 모델을 유도하고, 선형 제차 조정기를 이용하여 기준제어기를 선정한다. 참조 모델은 과도응답을 향상하기 위해 폐루프 참조 모델을 사용하였으며, 선형 제차 조정기를 통하여 선정하였다. 또한, 안정성 분석을 통하여 모델 파라미터를 추정하기 위한 적응 제어기법을 설계하였다. 제안하는 제어기의 성능을 확인하기 위하여 모델 파라미터의 불확실성이 존재하는 상황에서 선형 재차 조정기와 성능을 비교하였다. 그리고 외란이 있는 상황에서 기존의 모델 참조 적응 제어기법과도 제안한 제어기의 결과를 비교하여 과도응답과 강건성에 대해서도 분석하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제25권4호
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• pp.78-87
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• 2021

KSLV 상단의 임무 다각화를 위해서는 저중력 환경에서 액체 추진제의 거동을 정확히 파악하고 있어야 한다. 지상에서 저중력 환경을 모사하는 방법은 자유낙하 방법이 있지만, 공기저항이 항상 동반된다. 공기 저항을 제거하기 위하여 공기 저항 차단캡슐을 이용한 낙하 시험을 진행하였다. 공기 저항 차단캡슐 내부에 시험체를 위치하고 7 m 높이에서 1.2초 동안 낙하하여 시험체의 저중력 환경을 조성하였다. 낙하하는 동안 0.01 g 이하의 중력가속도를 측정하였으며 지표면에 도달하기 전 최소 가속도는 약 0.005 g였다. 추후 낙하 높이 및 낙하 시간이 증가한다면 개선될 수 여지가 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권7호
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• pp.489-496
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• 2022

본 논문에서는 한국항공대학교에서 설계 및 개발한 태양광 무인기인 KAU-SPUAV의 시스템을 소개하고 비행시험을 통하여 성능을 검증하였다. 두 가지 버전의 태양광 무인기의 제원과 전장 구성 그리고 지상 관제 시스템을 소개하였다. 제시한 시스템으로 전파맵 구축, 제주도 해안선 일주 그리고 장기 체공 비행의 세 가지 임무 비행을 수행하였다. 각 임무는 태양광 무인기의 특성을 이용하는 비행으로서 주로 장시간 및 장거리 임무로 구성되었다. 본 연구를 통하여 태양광 무인기의 장기체공 능력을 이용해 다양한 임무에 사용될 수 있음을 보였다. 비행 시험 결과를 기반으로 시스템 추가 개선을 통하여 성능 향상을 도모할 수 있음을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권8호
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• pp.523-530
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• 2022

다양한 임무에서 활용 가능한 무인기 다개체 시스템은 단일 무인기보다 복잡하므로 효율적인 대형 제어방식이 요구된다. 특히 광역 탐색임무에 있어 통신량 및 연산량 부담이 적으며, 무인기간 자율적인 대형 형성이 가능한 분산 제어형의 유동적인 대형 형성이 필요하다. 본 연구는 스캔 면적의 확장 및 탐색 성능향상을 위해 Swarm 대형과 뱅크 정렬 대형, 대형 전체 운동을 고려한 대형 형성 알고리즘을 제안한다. 본 알고리즘은 상대거리에 대해서 2차 진동 특성을 가지며 parameter tuning을 통해 알고리즘을 설계할 수 있다. 또한 통상적인 무인기 시스템에 적합하도록 제어명령을 변환하였고, 시뮬레이션을 통해 알고리즘의 대형 형성 및 운동에 대한 성능을 입증하였다.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제9권3호
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• pp.195-215
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• 2022

The increasing interest in CubeSat platforms ant their capability of enlarging the frontier of possible missions impose technology improvements. Miniaturized electrical propulsion (EP) systems enable new mission for multi-unit CubeSats (6U+). While electric propulsion systems have achieved important level of knowledge at equipment level, the investigation of the mutual impact between EP system and CubeSat technology at system level can provide a decisive improvement for both the technologies. The interaction between CubeSat and EP system should be assessed in terms of electromagnetic emissions (both radiated and conducted), thermal gradients, high electrical power management, surface chemical deposition, and quick and reliable data exchanges. This paper shows how a versatile CubeSat Test Platform (CTP), together with standardized procedures and specialized facilities enable the acquisition fundamental and unprecedented information. Measurements can be taken both by specific ground support equipment placed inside the vacuum facility and by dedicated sensors and subsystems installed on the CTP, providing a completely new set of data never obtained before. CTP is constituted of a 6U primary structure hosting the EP system, representative CubeSat avionics and batteries. For the first test campaign, CTP hosts the ambipolar plasma propulsion system, called Regulus and developed by T4I. After the integration and the functional test in laboratory environment, CTP + Regulus performed a Test campaign in relevant environment in the vacuum chamber at CISAS, University of Padua. This paper is focused on the test campaign description and the main results achieved at different power levels for different duration of the firings.